• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

モデリングによる地球システム理解

研究課題

研究課題/領域番号 07238101
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

瀬野 徹三  東京大学, 地震研究所, 教授 (10216567)

研究分担者 山中 康裕  東京大学, 気候システムセンター, 助手 (40242177)
本多 了  広島大学, 理学部, 教授 (00219239)
子河 正基 (小河 正基)  東京大学, 教養学部, 助教授 (30194450)
伊東 敬祐  神戸大学, 理学部, 教授 (00030792)
阿部 彩子  東京大学, 気候システムセンター, 助手 (30272537)
安成 哲三  筑波大学, 地球科学系, 教授 (80115956)
小川 克郎  名古屋大学, 理学部, 教授 (40262844)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
40,700千円 (直接経費: 40,700千円)
1997年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1996年度: 22,900千円 (直接経費: 22,900千円)
1995年度: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
キーワード地球システム / 多圏相互作用 / マントル対流 / 中心核 / 表層圏 / 海水準 / 気候変動 / 海洋循環 / モデリング / 非線形力学系 / 進化 / ミランコビッチサイクル / イベント / 初期地球 / ウイルソンサイクル / 地球表層環境 / テクトスフェア / ミランコビッチ / P / T境界 / 自己組織化
研究概要

地球は,地球内部の各層と海洋,陸面,大気圏などが互いに相互作用するシステムである.この相互作用を,内部からと外部からのフォーシングに応答する系としてとらえようというのが基本的考えである.大陸の成長,海水準の永年変化,大陸配置の変化,スラブが660km不連続面にたまっては落ちるflushing event,それに引き続くプルームの上昇,ウイルソンサイクル,などが数十億年から数億年のタイムスケールで起き,表層圏とマントルとの間の元素の運動・循環・分配の変化,ひいては気候変動をもたらす.一方そのような外的環境が変わった場合,たとえば大陸配置や海水準などが変わった場合,気候がどのように変化するかを外部フォーシングに対する応答としてとらえようとする.
40億年前の太古代のはじめからマントル対流がどのような形態をとって来たのかを明らかにした.40億年前から20億年前ころまでは,マントル内で部分溶融が盛んに起こり,化学的に成層した溶け残りマントルがマントル上部を覆い,それがときおりなだれのように崩れるというマントル対流であり,20億年以降は現在に見られるような薄い境界層の発達するマントル対流となる.したがって,A/P境界事変のうち20億年前の事変は,現在に見られるようなマントル対流,すなわちプレートテクトニクスへの移行を意味しているらしい.
マントル対流の形態の変化が起きたとき,海水準がどう変化するかを,パラメーター化対流の手法を用いて計算した.それによると次第に海水準は低下するが,20億年前に突然800mくらい上昇する.13億年前にピークに達した後は次第に低下し,現在に至る.この海水準変化から大陸の露出面積を計算すると,28-19億年前,10-0億年前の二つの期間に現在の地表面積の40%以上露出していたことになる.このような1次的海水準変化にもとづいて,さらに短いタイムスケールの海水準変化を,19億年前はじめて超大陸が形成されてからのウイルソンサイクルを復元することによって計算した.またこれからGEOCARBモデルによってCO_2濃度,地表面温度を計算した.これを気候モデルや海洋物質循環モデルと結びつけるために,いくつかの過去にあったかもしれない大陸配置,海洋分布を仮定して,気候変動と植生分布,海洋循環とそれに伴う堆積物,溶存酸素などの分布などを計算した.
以上とは独立に,非線形複雑系の挙動と進化の研究をすすめた.地球のような複雑系は臨界状態に自己組織化する.複雑系がそうなる仕組みは,系の要素が他者を通じて自己を観察してその振る舞いを決めるからである.

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (40件)

  • [文献書誌] Ogawa,M.: "A bifurcation in the coupled magmatism-mantle convections system and its implications for the evolution of the Earth's upper mantle"Phys.Earth Planet.Inter.. 102. 259-276 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa,M.,and H.Nakamura: "Thremochemical regime of the early mantle inferred from numerical models of the coupled magmatism-mantle convection system with the solid-solid phase transitions at depths around 660 km"J.Geophys.Res.. 103. 12161-12180 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda,S.and Y.Iwase: "Comparison of the dynamical and parameterized models of mantle convection including core-cooling"Earth Planet.Sci.Lett.. 133-145 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda,S.: "Local Rayleigh and Nusselt numbers for cartesian convection with temperature-dependent viscosity"Geophys.Res.Lett.. 23. 2445-2448 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito,K.and Y.-P.Gunji: "Self-organized marginal stability resulting from inconsistency between fuzzy logic and deterministic logic:an application to biological systems."BioSystems. 41. 179-190 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito,K.and Y.-P.Gunji: "Self-organized criticality resulting from minimization of perpetual disequilibration."Phisica D. 102. 275-284 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 瀬野徹三: "プレートテクトニクスの基礎"朝倉書店. 190 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 阿部彩子: "気候変動論,地球惑星科学講座"岩波書店. (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa, M.: "A bifurcation in the coupled magmatism-mantle convections system and its implications for the evolution of the Earth's upper mantle"Phys. Earth Planet. Inter.. 102. 259-276 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa, M., and H. Nakamura: "Thremochemical regime of the early mantle inferred from numerical models of the coupled magmatism-mantle convection system with the solid-solid phase transitions at depths around 660 km"J. Geophys. Res.. 103. 12161-12180 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda. S. and Y. Iwase: "Comparison of the dynamical and parameterized models of mantle convection including core-cooling"Earth Planet. Sci. Lett.. 133-145 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda, S: "Local Rayleigh and Nusselt numbers for cartesian convection with temperature-dependent viscosity"Geophys. Res. Lett.. 23. 2445-2448 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, K. and Y.-P. Gunji: "Self-organized marginal stability resulting from inconsistency between fuzzy logic and deterministic logic : an application to biological systems"BioSystems. 41. 179-190 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, K. and Y.-P. Gunji: "Self-organized criticality resulting from minimization of perpetual disequilibration"Phisica D. 102. 275-284 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seno, T.: "Basics of plate tectonics"Asakura Pub.. 190 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Abe, A.: "Climate change in Quaternary Period, in Climate Change, Lecture Series of Earth & Platentray Sciences"Iwanami Pub.. 103-156 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa,M.: "A bifurcation in coupled magmatism-mantle convection system and its implications for the" Phys.Earth Planet.Inter.102. 259-276 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Nakakuki,T., D.A.Yuen, and S.: "The interaction of plumes with the transition zone under continents and oceans" Earth Planet.Sci.Lett.146. 379-391 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Honda,S.: "A possible role of weak zone at plate margin on secular mantle cooling" Geophys.Res.Lett.24. 2861-2864 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Iwase,Y., and S.Honda: "An interpretation of the Nusselt-Rayleigh number relationship for convection in a spherical" Geophys.J.Inter.130. 801-804 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Honda,S.: "Local Rayleigh and Nusselt numbers for rcartesian convecition with temperature-dependent" Geophys.Res.Lett.23. 2445-2448 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Ito,K. and Y.-P.Gunji: "Self-organized criticality resulting from minimization of perpetual disequilibration" Physica D. 102. 275-284 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Ito,K. and Y.-P.Gunji: "Self-organized marginal stability from inconsistency between fuzzy logic and deterministic" BioSystems. 41. 179-190 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Gunji,Y.-P., K.Ito and Y.: "Formal model of internal measurement:Alternate changing between recursive definition and" Physica D. 110. 289 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 瀬野徹三・田近英一・他: "ウイルソンサイクルと環境変動" 月刊地球. 17. 257-264 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 瀬野徹三: "地球環境変動をよむ-全地球史解読" 月刊地球. 17. 213-216 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kameyama,M.,H.Fujimoto,and M.Ogawa: "A thermo-chemical regime in the upper mantle in the early Earth inferred from a numerical" Phys.Earth Planet.Inter.94. 187-215 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Honda.S.,and Y.Iwase: "Comparison of the dynamic and parameterized models of mantle convection including core" Eath Planet.Sci.Lett.139. 133-145 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Ito,K.,and Y-P.Gunji: "Arrow of time in a reversible cellular automaton" Proc.Inter.Conf.Dynamical Systems and Chaos.2. 113-117 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 山中康裕・阿部彩子: "どのような気候状態が存在するか?ーシンプルモデルを用いた研究例-" 月刊地球. 17. 265-268 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 瀬野徹三: "プレートリテクトニクスの基礎" 朝倉書店, 190 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 阿部彩子: "岩波講座地球惑星科学 第11巻「気候変動論」" 岩波書店, 54 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 瀬野徹三: "ウイルソン・サイクルと環境変動" 月刊地球. 17. 257-264 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小河正基: "Effects of Chemical fractionation of heat Producing elements on manfle convection inferred from a numerical madel of coupled magmatism" Phys.Earth Planet.Inter.83. 101-127 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 本多 了: "Asimple Parameterized model of Earth's thermal history with the fiansition from layered to whole mantle convection." Earth Planet.Sci.Lett. 131. 357-369 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 阿部彩子: "How does the Greenl and ice sheet geometry remember the ice age?" Golbal and Planerary Change. 9. 133-142 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 伊東敬祐: "The Punctuated eguilibrium model of biological evolution is also a self-organized criticality madel of earthguakes" Phys.Review E. 52. 3232-3233 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小川克郎: "BIF生成シュミレーション:一つの生物地球化学サイクルモデル" 月刊地球. 17. 243-252 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 瀬野徹三: "プレートテクトニクスの基礎" 朝倉書店, 190 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 安成哲三: "地球環境変動とミランコヴィッチ・サイクル" 古今書院, 174 (1992)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

URL: 

公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi